JP2009032461A - 照明制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】滞在時間の代表値や人の検出頻度に応じて減光保持時間や消灯保持時間を変化させることで、照明手段の寿命を延ばすとともにエネルギー消費の無駄を低減した照明制御システムを提供する。
【解決手段】照明制御システムは、所定の検知エリア４ａ，４ｂ内における人の存否をそれぞれ検出する人感センサ１ａ，１ｂと、検知エリア４ａ，４ｂの少なくとも一部を照明する調光可能な照明装置２ａ，２ｂ，２ｃと、照明装置２ａ，２ｂ，２ｃの調光制御を行う照明制御装置３とを備え、照明制御装置３は、人感センサ１ａ，１ｂが検出した人が検知エリア４ａ，４ｂ内に滞在する滞在時間を取得する滞在時間取得手段を有し、滞在時間取得手段により取得された滞在時間の代表値に応じて減光保持時間を設定し、人感センサ１ａ，１ｂが人を検出しなくなった時点から減光保持時間が経過するまでの間、照明装置２ａ，２ｂ，２ｃの調光レベルを徐々に低下させている。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明制御システムに関するものである。

従来、所定の検知エリア内における人の存否を検出する人体検出手段と、検知エリアの少なくとも一部を照明する照明手段と、照明手段の光出力を制御する照明制御手段とを備えた照明制御システムが提供されている（例えば、特許文献１参照）。

この照明制御システムでは、人体検出手段が人を検出すると、照明制御手段が照明手段を全点灯させ、その後、人体検出手段が人を検出しなくなると、人を検出しなくなってから所定の点灯保持時間が経過するまでの間、照明制御手段が照明手段を全点灯させ、点灯保持時間が経過した時点で照明手段を消灯させていた。

また、図４（ａ）（ｂ）は人体検出手段から出力される人体検知信号と照明手段の調光レベルとを示しており、人体検出手段が人を検出し、人体検知信号を出力する間は、照明制御手段が照明手段を全点灯させ、その後、時刻ｔ１において人体検出手段が人を検出しなくなると、人を検出しなくなってから所定の減光保持時間Ｔａが経過した時点（時刻ｔ２）で、照明制御手段が照明手段を調光点灯させ、さらにその後、所定の消灯保持時間Ｔｂが経過した時点（時刻ｔ３）で、照明制御手段が照明手段を消灯させるようにした照明制御システムもあった。
特開平１０−１２５４７６号公報（段落［００１６］−［００２１］、及び、第１図、第２図）

上述の照明制御システムでは、人を検出しなくなってから減光を開始するまでの減光保持時間Ｔａや、減光後に消灯するまでの消灯保持時間Ｔｂは、人が設定手段を操作して予め設定していた。

そのため、減光保持時間Ｔａや消灯保持時間Ｔｂが短めに設定されると、人が検知エリア内に頻度良く現れる場合には、照明手段の点灯、消灯が短時間で繰り返されるため、照明負荷として用いられる蛍光灯の寿命が短くなるという問題があった。

一方、減光保持時間Ｔａや消灯保持時間Ｔｂが長めに設定されると、人が検知エリア内に現れる頻度が低い場合や、検知エリア内に滞在する滞在時間が短い場合は、人が検知エリア内に存在する時間に比べて、照明負荷の点灯時間が必要以上に長くなり、電力が無駄に消費されるという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、滞在時間の代表値や人の検出頻度に応じて減光保持時間や消灯保持時間を変化させることで、照明手段の寿命を延ばすとともにエネルギー消費の無駄を低減した照明制御システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、所定の検知エリア内における人の存否を検出する人体検出手段と、検知エリアの少なくとも一部を照明する調光可能な照明手段と、照明手段の調光制御を行う照明制御手段と、人体検出手段が検出した人が検知エリア内に滞在する滞在時間を取得する滞在時間取得手段とを備え、照明制御手段が、滞在時間取得手段により取得された滞在時間の代表値に応じて減光保持時間を設定し、人体検出手段が人を検出する間は照明手段を所定の調光レベルで点灯させるとともに、人体検出手段が人を検出しなくなった時点から減光保持時間が経過するまでの間、照明手段の調光レベルを徐々に低下させることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、滞在時間取得手段は、検知エリア内を人が出入りする毎に取得した滞在時間に、統計処理を施すことによって、滞在時間の代表値を取得することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、人体検出手段による人の検出頻度を取得する検出頻度取得手段を備え、照明制御手段は、減光保持時間の経過後から照明手段を消灯させるまでの消灯保持時間を、検出頻度取得手段により取得された検出頻度に基づいて設定し、減光保持時間が経過した時点より消灯保持時間が経過するまでの間、減光保持時間の終了時における調光レベルよりも低い調光レベルで照明手段を点灯させることを特徴とする。

ところで、減光保持時間が一定値に設定されている場合は、減光保持時間が短いために照明手段が短時間で点灯、消灯を繰り返して照明手段の寿命が短くなったり、減光保持時間が必要以上に長い時間に設定されて電力エネルギーが無駄に消費される虞があるが、請求項１の発明によれば、滞在時間取得手段により取得された滞在時間の代表値に応じて減光保持時間を設定しているので、実使用時の滞在時間に応じた長さに減光保持時間を設定することで、照明手段が短時間で点灯、消灯を繰り返したり、エネルギー消費の損失が増大するのを防止することができる。また、検知エリア内で人が止まっていたとしても、滞在時間の代表値内であれば、照明制御手段が照明手段を調光点灯させているので、検知エリア内に人がいるにも関わらず、照明手段が消灯するのを防止することができる。

請求項２の発明によれば、滞在時間取得手段は、検知エリア内を人が出入りする毎に取得した滞在時間に統計処理を施すことによって、滞在時間の代表値を取得しているので、滞在時間の代表値が急激に変化するのを防止でき、その結果、減光保持時間の設定が急激に変化するのを防止できるという効果がある。

また、消灯保持時間が一定値に設定されている場合、消灯保持時間が短いために照明手段が短時間で点灯、消灯を繰り返して照明手段の寿命が短くなったり、消灯保持時間が必要以上に長い時間に設定されて電力エネルギーが無駄に消費される虞があるが、請求項３の発明によれば、照明制御手段は、検出頻度取得手段により取得された検出頻度に基づいて消灯保持時間を設定しているので、実使用時の検出頻度に応じた値に消灯保持時間を設定することで、照明手段の寿命が短くなったり、エネルギー消費の損失が増大するのを防止することができるという効果がある。また検出頻度が低い場合に消灯保持時間を短くすれば、エネルギー消費を低減できるという効果もある。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本実施形態の照明制御システムの概略構成図を図１に示す。本システムは、例えば建物の部屋２０内に設置された照明装置の点灯、消灯を制御するために用いられ、人感センサ１ａ，１ｂ（人体検出手段）と、照明装置２ａ，２ｂ，２ｃ（照明手段）と、照明制御装置３とを主要な構成として備えている。尚、本実施形態では部屋２０内に３台の照明装置２ａ，２ｂ，２ｃを設置するとともに、その照明エリア内に設定した検知エリア４ａ，４ｂにおいてそれぞれ人の存否を検出する人感センサ１ａ，１ｂを２台設置しているが、人感センサ１ａ，１ｂや照明装置２ａ，２ｂ，２ｃの台数は本実施形態の台数に限定されるものではなく、使用環境に併せて台数や設置位置を適宜決めれば良い。

人感センサ１ａ，１ｂは、例えば人体から放射される熱線を検出することによって検知エリア内の人の存否を検出する焦電型の赤外線検出素子からなり、部屋２０の天井２１にそれぞれ設置され、下方に設定した検知エリア４ａ，４ｂ内で人の存否を検出しており、検知エリア４ａ，４ｂ内に人が存在する間は人体検知信号を連続して出力する。

照明装置２ａ，２ｂ，２ｃは、人感センサ１ａ又は１ｂの検知エリア４ａ，４ｂの少なくとも一部を照明する調光可能な照明器具からなり、照明制御装置３から入力される調光信号に応じて、例えば蛍光灯よりなる照明負荷の光出力を変化させることができる。

照明制御装置３は、図２のブロック図に示すように、マイクロコンピュータからなり、後述の記憶部９に格納されている照明制御用のプログラムを実行する演算処理部５（照明制御手段）と、人感センサ１（１ａ，１ｂ）から入力される人体検出信号に基づいて検知エリア内に人が滞在する滞在時間を取得する滞在時間取得部６（滞在時間取得手段）と、人感センサ１による人の検出頻度を取得する検出頻度取得部７（検出頻度取得手段）と、演算処理部５から出力された調光制御信号を各照明装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ）に出力する調光信号出力部８と、制御用のプログラムなどを記憶するＲＯＭや演算データなどを一時的に記憶するＲＡＭなどからなる記憶部９と、後述の減光保持時間を限時する第１タイマ部１０と、後述の消灯保持時間を限時する第２タイマ部１１とを備える。

ここで、本システムの動作について図３（ａ）（ｂ）を参照して説明する。尚、図３（ａ）は人感センサ１（１ａ又は１ｂ）から出力される人体検知信号を、図３（ｂ）は照明装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ）の調光レベルをそれぞれ示している。

人感センサ１（１ａ又は１ｂ）が検知エリア４ａ，４ｂ内で人を検知すると、検知エリア４ａ，４ｂ内に人が存在する間、人感センサ１から照明制御装置３へ人体検知信号が出力される。照明制御装置３では、人感センサ１から人体検知信号が入力されると、演算処理部５が照明装置２を全点灯させる調光制御信号を出力し、この調光制御信号が調光信号出力部８を介して照明装置２へ送られることで、照明装置２が全点灯する（調光レベルＬ１）。また人感センサ１からの人体検出信号は滞在時間取得部６にも入力されており、検知エリア４ａ，４ｂを人が出入りする毎に滞在時間取得部６がその間の滞在時間（人感センサ１から人体検出信号が連続して出力された時間）を取得し、滞在時間の履歴情報に統計処理を施すことによって、滞在時間の代表値を求めている。具体的には、滞在時間取得部６が、所定回数分の滞在時間Ｔｘ（ｘ＝１、２、…）のデータを図示しないメモリに記憶させ、滞在時間Ｔｘの総和を回数ｘで除算することで、滞在時間Ｔｘの平均値（＝ΣＴｘ／ｘ）を求め、この平均値を代表値として出力している。尚、滞在時間取得部６では、滞在時間Ｔｘの総和が所定時間を超えるまで、滞在時間Ｔｘのデータと回数とを図示しないメモリに記憶させ、滞在時間Ｔｘの総和ΣＴｘが所定時間を超えた時点で、滞在時間Ｔｘの総和ΣＴｘをそれまでの検知回数ｘで除算することで、平均滞在時間を求めるようにしても良い。また人感センサ１からの人体検出信号は検出頻度取得部７にも入力されており、検出頻度取得部７が人を検出する頻度（例えば単位時間当たりの検知回数）を求める。そして、演算処理部５では、滞在時間取得部６から滞在時間の代表値、検出頻度取得部７から人の検出頻度がそれぞれ入力されると、滞在時間の代表値および検出頻度のデータを記憶部９に登録する。また演算処理部５では、滞在時間の代表値に基づいて後述の減光保持時間Ｔａを決定し、検出頻度のデータに基づいて後述の消灯保持時間Ｔｂを決定するのであるが、減光保持時間Ｔａおよび消灯保持時間Ｔｂの決定方法については後述する。

その後、検知エリア４ａ，４ｂの外側へ人が出て、人感センサ１から人体検知信号が入力されなくなると（図３の時刻ｔ１）、演算処理部５は、減光保持時間Ｔａを限時する第１タイマ部１０の限時動作を開始させ、減光保持時間Ｔａが経過するまでの間に、調光レベルをＬ１からＬ２（Ｌ１＞Ｌ２）に漸減させる調光制御信号を生成し、調光信号出力部８を介して照明装置２へ出力させる。この時、照明装置２では、照明制御装置３から送られた調光制御信号に基づいて照明負荷を調光点灯させており、時刻ｔ１〜ｔ２間で調光レベルがＬ１からＬ２まで漸減される。尚、減光保持時間Ｔａにおいては、人間の視覚では感知できないような変化率で調光レベルを徐々に減光しているので、照明エリア内にいる人に違和感を感じさせることなく、省エネを図ることができる。

次に、時刻ｔ２において第１タイマ部１０が限時動作を完了し、第１タイマ部１０から演算処理部５へカウントアップ信号が送られると、演算処理部５は、減光保持時間Ｔａの終了時における調光レベルＬ２よりも低い調光レベル（例えば調光範囲の下限レベル）Ｌ３で照明装置２を点灯させる調光制御信号を生成し、この調光制御信号が調光信号出力部８を介して照明装置２へ送られる。この時、照明装置２では、照明制御装置３から送られた調光制御信号に基づいて照明負荷を調光レベルＬ３で調光点灯させる。また演算処理部５は、時刻ｔ２において消灯保持時間Ｔｂを限時する第２タイマ部１１の限時動作を開始させ、消灯保持時間Ｔｂが経過した時刻ｔ３において第２タイマ部１１から演算処理部５にタイムアップ信号が送られると、演算処理部５は照明装置２を消灯させる制御信号を生成する。この制御信号は調光信号出力部８を介して照明装置２へ送られ、照明装置２が照明負荷を消灯させる。

以上のように本実施形態では、人感センサ１が人を検知すると、照明制御装置３が照明装置２を全点灯させ、その後人感センサ１が人を検知しなくなると、所定の減光保持時間Ｔａが経過するまでの間、人の視覚では判別できない程度の変化率で調光レベルを漸減させるとともに、減光保持時間Ｔａの経過時から消灯保持時間Ｔｂが経過するまでの間、最下限の調光レベルＬ３で照明装置２を点灯させた後、照明装置２を消灯させている。このように、減光保持時間では人間の視覚では感知できないような変化率で調光レベルを徐々に減光しているので、照明エリア内にいる人に違和感を感じさせることなく、省エネを図ることができる。

なお、第１タイマ部１０が減光保持時間Ｔａを限時する間、或いは、第２タイマ部１１が消灯保持時間Ｔｂを限時する間に人感センサ１が再び人を検知し、人体検知信号を出力すると、演算処理部５は、第１タイマ部１０或いは第２タイマ部１１の限時動作をリセットして、照明負荷を全点灯させる調光制御信号を調光信号出力部８を介して照明装置２へ出力させ、照明装置２を全点灯させており、その後人感センサ１が人を検知しなくなると、上述と同様の動作を行っている。ここで、減光保持時間Ｔａの限時中は調光レベルを漸減させているので、この間に再度人を検知して照明負荷を全点灯させる場合に、調光出力が急激に上昇するのを防止でき、視的快適性を維持することができる。また、減光保持時間の経過後は消灯保持時間が経過するまで、最下限の調光レベルに切り替えているので、エネルギー消費をさらに低減することができる。

ところで、本システムにおいて、人感センサ１が人を検知しなくなってから照明装置２の調光レベルを最下限のレベルに減光するまでの減光保持時間Ｔａや、減光後に消灯するまでの消灯保持時間Ｔｂが一定値に設定されている場合、これらの減光保持時間Ｔａや消灯保持時間Ｔｂが短めに設定されると、人が検知エリア内に頻度良く現れる場合には、照明負荷の点灯、消灯が短時間で繰り返され、照明負荷として用いられる蛍光灯の寿命が短くなるという問題があった。また、減光保持時間Ｔａや消灯保持時間Ｔｂが長めに設定されると、人が検知エリア内に現れる頻度が低い場合や、検知エリア内に滞在する滞在時間が短い場合は、人が検知エリア内に存在する時間に比べて照明負荷の点灯時間が必要以上に長くなり、エネルギー消費の損失が増加するという問題があった。

そこで、本実施形態では照明制御手段としての演算処理部５が、滞在時間取得部６により取得された滞在時間の代表値、および、検出頻度取得部７により取得された検出頻度に基づいて減光保持時間Ｔａおよび消灯保持時間Ｔｂを設定している。

ここで、減光保持時間Ｔａおよび消灯保持時間Ｔｂの決定方法について以下に説明する。演算処理部５では、規定期間（例えば減光保持時間Ｔａや消灯保持時間Ｔｂの更新期間）内に、滞在時間取得部６から入力された滞在時間の代表値（例えば平均滞在時間）と、検出頻度取得部７から入力された検出頻度のデータを記憶部９に記憶させており、これらのデータと前回決定された減光保持時間Ｔａおよび消灯保持時間Ｔｂに基づいて、各保持時間Ｔａ，Ｔｂを修正している。なお、上述の検出頻度は、照明装置２が点灯から消灯へ（消灯から点灯でも同じ）と切り替えられた切り替え回数と同じであり、この切り替え回数を保持回数という。

演算処理部５が減光保持時間Ｔａおよび消灯保持時間Ｔｂを修正する方法としては、上述した２つの指標（平均滞在時間および保持回数）を用いて、両保持時間の変更量を判定しており、例えば平均滞在時間が長いほど減光保持時間を延ばすために、演算処理部５では、例えば前回の減光保持時間Ｔａと平均滞在時間との差分の１／２の時間を前回の減光保持時間Ｔａに加算することで、減光保持時間Ｔａを長くするとともに、消灯保持時間Ｔｂを短くする。また保持回数が多い場合は、減光保持時間Ｔａが長めに設定されていると、照明装置２が高い調光レベルで点灯しっぱなしになるので、演算処理部５では、保持回数が多いほど調光保持時間を短くするとともに、照明装置２が短時間で点灯、消灯を繰り返さないように消灯保持時間Ｔｂを長くする。逆に保持回数が短い場合（つまり人の出入りが少ない場合）は、消灯保持時間Ｔｂを短くしても、使用者が違和感を持つことが少ないので、演算処理部５では消灯保持時間Ｔｂを出来る限り短くして、エネルギー消費の低減を図っている。

このように本実施形態では、演算処理部５が滞在時間の代表値および検出頻度（保持回数）に基づいて減光保持時間Ｔａおよび消灯保持時間Ｔｂの値を決定しており、実使用時の滞在時間や検出頻度に応じて減光保持時間Ｔａおよび消灯保持時間Ｔｂを変更することで、照明装置２が短時間で点灯、消灯を繰り返したり、エネルギー消費の損失が増大するのを防止することができる。また、人感センサ１の検知エリア内で人が止まっていたとしても、滞在時間の代表値内であれば、照明制御装置３が照明装置２を調光点灯させているので、検知エリア内に人がいるにも関わらず、照明装置２が消灯することはない。また検出頻度が低い場合に消灯保持時間Ｔｂを短くすれば、エネルギー消費を低減することもできる。また演算処理部５では、滞在時間取得部６が取得した滞在時間に統計処理を施すことによって、滞在時間の代表値を取得しているので、滞在時間の代表値が急激に変化するのを防止でき、その結果、減光保持時間Ｔａの設定が急激に変化するのを防止できるという利点もある。

本実施形態の照明制御システムの概略構成図である。 同上に用いる照明制御装置の概略的なブロック図である。 （ａ）（ｂ）は同上の動作を説明するタイムチャートである。 （ａ）（ｂ）は従来の照明制御システムの動作を説明するタイムチャートである。

符号の説明

１ａ，１ｂ 人感センサ（人体検出手段）
２ａ〜２ｃ 照明装置（照明手段）
３ 照明制御装置
４ａ，４ｂ 検知エリア
５ 演算処理部（照明制御手段）
６ 滞在時間取得部（滞在時間取得手段）
７ 検出頻度取得部（検出頻度取得手段）

Claims (3)

1. 所定の検知エリア内における人の存否を検出する人体検出手段と、
   前記検知エリアの少なくとも一部を照明する調光可能な照明手段と、
   前記照明手段の調光制御を行う照明制御手段と、
   前記人体検出手段が検出した人が検知エリア内に滞在する滞在時間を取得する滞在時間取得手段とを備え、
   前記照明制御手段が、前記滞在時間取得手段により取得された滞在時間の代表値に応じて減光保持時間を設定し、人体検出手段が人を検出する間は照明手段を所定の調光レベルで点灯させるとともに、人体検出手段が人を検出しなくなった時点から前記減光保持時間が経過するまでの間、照明手段の調光レベルを徐々に低下させることを特徴とする照明制御システム。
2. 前記滞在時間取得手段は、検知エリア内を人が出入りする毎に取得した滞在時間に、統計処理を施すことによって、滞在時間の代表値を取得することを特徴とする請求項１記載の照明制御システム。
3. 前記人体検出手段による人の検出頻度を取得する検出頻度取得手段を備え、前記照明制御手段は、前記減光保持時間の経過後から前記照明手段を消灯させるまでの消灯保持時間を、検出頻度取得手段により取得された検出頻度に基づいて設定し、前記減光保持時間が経過した時点より消灯保持時間が経過するまでの間、減光保持時間の終了時における調光レベルよりも低い調光レベルで照明手段を点灯させ、消灯保持時間が経過した時点で照明手段を消灯させることを特徴とする請求項１又は２記載の照明制御システム。

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